- 牛顿第二定律
- 共12933题
有一个直径为L=1.5m的圆形桌子,桌面离地高度为h=1.25m.一个小物块从桌面正中心O点以初速v0=2m/s沿着桌面做直线运动最后落在水平地面上.已知动摩擦因数为μ=0.2,取g=10m/s2,求:
(1)物块刚离开桌面时的速度大小是多少?
(2)物块在水平方向运动的距离S和物块运动的总时间.
正确答案
解:(1)物块在水平桌面上做匀减速直线运动,加速度为:
,
根据
代入数据得:v=1m/s
(2)物块在水平桌面上运动的时间为:
物块离开桌面后做平抛运动,平抛运动的时间为:
,
则物块运动的总时间为:t=t1+t2=0.5+0.5=1s
平抛运动水平位移为:x=vt2=1×0.5=0.5m,
则物块在水平方向运动的距离为:S=.
答:(1)物块刚离开桌面时的速度大小为1m/s;
(2)物块在水平方向运动的距离S为1.25m,物块运动的总时间为1s.
解析
解:(1)物块在水平桌面上做匀减速直线运动,加速度为:
,
根据
代入数据得:v=1m/s
(2)物块在水平桌面上运动的时间为:
物块离开桌面后做平抛运动,平抛运动的时间为:
,
则物块运动的总时间为:t=t1+t2=0.5+0.5=1s
平抛运动水平位移为:x=vt2=1×0.5=0.5m,
则物块在水平方向运动的距离为:S=.
答:(1)物块刚离开桌面时的速度大小为1m/s;
(2)物块在水平方向运动的距离S为1.25m,物块运动的总时间为1s.
置于水平桌面上重22牛的物体,受到一个斜向上与水平面成37°角的10牛拉力时,恰能作匀速运动.现改用水平拉力拉物体,但仍要物体做匀速运动,则水平拉力大小为______牛.(sin37°=0.6 cos37°=0.8)
正确答案
11
解析
解:当拉力斜向上与水平面成37°角时,分析物体受力情况,作出力图,根据平衡条件得:
F1cos37°=f 1
FN1+F1sin37°=G
又f1=μFN1
联立得:μ=
代入解得:μ=0.5
当拉力改为水平方向后,动摩擦因数不变,要物体做匀速运动,则水平拉力大小为:
F2=f2=μG=0.5×22N=11N
故答案为:11
将一物体以某一初速度竖直上抛.物体在运动过程中收到一大小不变的空气阻力作用,它从抛出点到最高点的运动时间为t1,再从最高点回到抛出点的运动时间为t2,如果没有空气阻力作用,它从抛出点到最高点所用的时间为t0.则( )
正确答案
解析
解:不计阻力时,物体做竖直上抛运动,根据其运动的公式可得:,
当有阻力时,设阻力大小为f,上升时有:
mg+f=ma,
上升时间
有阻力上升位移与下降位移大小相等,下降时有
mg-f=ma1,,
根据,可知t1<t2故ACD错误,B正确.
故选:B.
如图所示,O点是竖直圆环的顶点,Oc是圆环的直径,Oa和Ob是两条不同倾角的弦.在Oa、Ob、Oc线上置三个光滑的斜面,一质点自O点自由释放,先后分别沿Oa、Ob、Oc下滑,到圆环上的三点时间比较( )
正确答案
解析
解:设半径为R,斜面与竖直方向夹角为θ,则物体运动的位移为x=2Rcosθ,物体运动的加速度a==gcosθ,根据x=
at2,则t=
,与θ角无关.故D正确,ABC错误.
故选:D
有一个小圆环瓷片最高能从h=0.18m高处静止释放后直接撞击地面而不被摔坏.现让该小圆环瓷片恰好套在一圆柱体上端且可沿圆柱体下滑,瓷片与圆柱体之间的摩擦力是瓷片重力的4.5倍,如图所示.若将该装置从距地面H=4.5m高处从静止开始下落,瓷片落地恰好没摔坏.已知圆柱体与瓷片所受的空气阻力都为自身重力的0.1倍,圆柱体碰地后速度立即变为零且保持竖直方向.(g=10m/s2)
(1)瓷片直接撞击地面而不被摔坏时,瓷片着地时的最大速度为多少?
(2)瓷片随圆柱体从静止到落地,下落总时间为多少?
正确答案
解:(1)瓷片从h=0.18m处下落,加速度为a0,设瓷片质量为m,
根据牛顿第二定律:mg-0.1mg=ma0
得:a0=9m/s2
落地时速度为:v02=2a0h
得:v0==1.8m/s
(2)瓷片随圆柱体一起加速下落,加速度为a1,则有:
a1=a0=9m/s2
圆柱体落地时瓷片速度为:v12=2a1H
得:v1==9m/s
下落时间为:t1==
=1s
瓷片继续沿圆柱体减速下落直到落地,加速度大小为a2
根据牛顿第二定律:4.5mg+0.1mg-mg=ma2
得:a2=3.6g=36m/s2
则瓷片继续下落的时间为:t2==
=0.2s
瓷片随圆柱体从静止到落地,下落总时间为:t=t1+t2=1+0.2=1.2s
答:(1)瓷片直接撞击地面而不被摔坏时,瓷片着地时的最大速度为1.8m/s;
(2)瓷片随圆柱体从静止到落地,下落总时间为1.2s.
解析
解:(1)瓷片从h=0.18m处下落,加速度为a0,设瓷片质量为m,
根据牛顿第二定律:mg-0.1mg=ma0
得:a0=9m/s2
落地时速度为:v02=2a0h
得:v0==1.8m/s
(2)瓷片随圆柱体一起加速下落,加速度为a1,则有:
a1=a0=9m/s2
圆柱体落地时瓷片速度为:v12=2a1H
得:v1==9m/s
下落时间为:t1==
=1s
瓷片继续沿圆柱体减速下落直到落地,加速度大小为a2
根据牛顿第二定律:4.5mg+0.1mg-mg=ma2
得:a2=3.6g=36m/s2
则瓷片继续下落的时间为:t2==
=0.2s
瓷片随圆柱体从静止到落地,下落总时间为:t=t1+t2=1+0.2=1.2s
答:(1)瓷片直接撞击地面而不被摔坏时,瓷片着地时的最大速度为1.8m/s;
(2)瓷片随圆柱体从静止到落地,下落总时间为1.2s.
质量为5kg的物体受水平拉力F的作用,物体以10m/s的速度在水平面上沿拉力方向做匀速直线运动.当突然撤去F后,物体经5s停止运动,则F的大小为______N,物体与水平面间的动摩擦因数为______.(g取10m/s2)
正确答案
10
0.2
解析
解:物体做匀减速运动的加速度大小a=,
则阻力的大小f=ma=5×2N=10N,
所以F=f=10N.
动摩擦因数.
故答案为:10N,0.2.
如图所示,质量m=2.0kg的木块静止在水平面上,用大小F=20N、方向与水平方向成θ=37°角的力拉动木块,当木块运动到x=10m时撤去力F.不计空气阻力.已知木块与水平面间的动摩擦因数µ=0.2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.g取10m/s2.求:
(1)撤去力F时木块速度的大小;
(2)撤去力F后木块运动的时间.
正确答案
解:(1)力F拉动木块的过程中,木块的受力情况如图1所示.根据牛顿运动定律有
Fcos37°-f1=ma1mg-Fsin37°-N1=0
又因为f1=μN1
代入数据可求得:N1=8.0N,
解得:
因为:v2=2a1x
所以:
(2)撤去F后,木块的受图情况如图2所示.根据牛顿运动定律有:
N2-mg=0-f2=ma2
又因为:f2=μN2
代入数据可求得:N2=20N,
解得:
因为:v末=v+a2t
所以:
答:
(1)撤去力F时木块速度的大小是12m/s;
(2)撤去力F后木块运动的时间是6s.
解析
解:(1)力F拉动木块的过程中,木块的受力情况如图1所示.根据牛顿运动定律有
Fcos37°-f1=ma1mg-Fsin37°-N1=0
又因为f1=μN1
代入数据可求得:N1=8.0N,
解得:
因为:v2=2a1x
所以:
(2)撤去F后,木块的受图情况如图2所示.根据牛顿运动定律有:
N2-mg=0-f2=ma2
又因为:f2=μN2
代入数据可求得:N2=20N,
解得:
因为:v末=v+a2t
所以:
答:
(1)撤去力F时木块速度的大小是12m/s;
(2)撤去力F后木块运动的时间是6s.
用20牛顿的水平拉力拉一个放在水平面上的物体,可以使它产生1米/秒2加速度,若用30牛顿的水平力拉这个物体,可以产生2米/秒2的加速度.
(1)如果用40牛顿的水平拉力拉这个物体产生的加速度大小是多少?
(2)物体受到的摩擦力是多少?
正确答案
解:(1)F1-f=ma1;①
F2-f=ma2 ②
由①②式可得:m==
Kg=10Kg
又因为F3-f=ma3…③
由①③式可得:a3==
m/s2=3m/s2
(2)由①②式可得:
f==10(N)
答:如果用40牛顿的水平拉力拉这个物体产生的加速度大小是3m/s2,物体受到的摩擦力是10N.
解析
解:(1)F1-f=ma1;①
F2-f=ma2 ②
由①②式可得:m==
Kg=10Kg
又因为F3-f=ma3…③
由①③式可得:a3==
m/s2=3m/s2
(2)由①②式可得:
f==10(N)
答:如果用40牛顿的水平拉力拉这个物体产生的加速度大小是3m/s2,物体受到的摩擦力是10N.
如图所示,mA=1kg,mB=2kg,A、B间静摩擦力的最大值是5N,水平面光滑.用水平力F拉B,当拉力大小是F=10N时,B的加速度是______m/s2;当拉力大小是F=20N时,B的加速度是______m/s2.
正确答案
3.3
7.5
解析
解:若相对静止时,对整体运用牛顿第二定律得:
a==3.3m/s2;
对A运用牛顿第二定律得:
f=mAa=1×3.3=3.3N<5N,所以AB相对静止
A允许的最大加速度为:a′==5m/s2
此时最大拉力为:F′=(1+2)×5=15N
所以F=20N时,发生相对滑动,对B:F-f=20-5=mBa″=2a″
得:a″=7.5m/s2
故答案为:3.3m/s2;7.5m/s2
一个原来静止在光滑水平桌面上的物体,质量为7千克,在21牛的水平恒力作用下,5秒末的速度是多大?5秒内通过的路程是多少?
正确答案
解:根据牛顿第二定律得,物体的加速度为:
a=
5秒末的速度为:v=at=3×5m/s=15m/s.
5s内通过的路程为:x=.
答:5秒末的速度是15m/s,5秒内通过的路程是37.5m.
解析
解:根据牛顿第二定律得,物体的加速度为:
a=
5秒末的速度为:v=at=3×5m/s=15m/s.
5s内通过的路程为:x=.
答:5秒末的速度是15m/s,5秒内通过的路程是37.5m.
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